Způsoby výroby solárních článků. Co výrobci solárních panelů mlčí o technologii výroby solárních panelů
Lidstvo už desítky let hledá alternativní zdroje energie, které by mohly alespoň částečně nahradit ty stávající. A nejslibnější ze všech se dnes zdají dvě: větrná a solární energie.
Pravda, ani jedno, ani druhé nemůže zajistit nepřetržitou výrobu. Je to způsobeno proměnlivostí větrné růžice a denními-počasí-sezónními výkyvy intenzity slunečního toku.
Dnešní energetika nabízí tři hlavní způsoby získávání elektrické energie, ale všechny jsou tak či onak škodlivé. životní prostředí:
- Palivový průmysl elektrické energie- nejvíce znečišťující životní prostředí, doprovázené významnými emisemi oxidu uhličitého, sazí a neužitečného tepla do atmosféry, což způsobuje zmenšení ozonové vrstvy. Těžba palivových zdrojů pro něj také způsobuje značné škody na životním prostředí.
- Vodní síla je spojena s velmi významnými změnami krajiny, zaplavováním užitkové půdy a způsobuje škody na rybolovných zdrojích.
- Jaderná energie- nejekologičtější ze všech tří, ale vyžaduje velmi značné náklady na udržení bezpečnosti. Jakákoli nehoda může být spojena se způsobením nenapravitelného, dlouhodobého poškození přírody. Kromě toho vyžaduje zvláštní opatření pro likvidaci odpadu z použitého paliva.
Přísně vzato, existuje několik způsobů, jak získat elektřinu ze slunečního záření, ale většina z nich využívá její mezipřeměnu na mechanickou energii, otáčení hřídele generátoru a teprve poté na elektrickou energii.
Takové elektrárny existují, používají Stirlingovy spalovací motory, mají dobrou účinnost, ale mají také značnou nevýhodu: aby bylo možné shromáždit co nejvíce energie slunečního záření, je nutné vyrobit obrovská parabolická zrcadla se systémy pro sledování postavení slunce.
Nutno říci, že existují řešení, jak situaci zlepšit, ale všechna jsou dost drahá.
Existují metody, které umožňují přímou přeměnu světelné energie na elektřina. A přestože fenomén fotoelektrického jevu v polovodičovém selenu byl objeven již v roce 1876, teprve v roce 1953, s vynálezem křemíkové fotobuňky, vznikla reálná možnost vytvoření solární panely k výrobě elektřiny.
V této době již vznikala teorie, která umožňovala vysvětlit vlastnosti polovodičů a vytvořit pro ně praktickou technologii. průmyslová produkce. K dnešnímu dni to vedlo ke skutečné polovodičové revoluci.
Provoz solární baterie je založen na jevu polovodičového fotoelektrického jevu p-n křižovatka, což je v podstatě běžná křemíková dioda. Při rozsvícení se na jeho svorkách objeví fotovoltaické napětí 0,5~0,55 V.
Při použití elektrických generátorů a baterií je nutné vzít v úvahu rozdíly, které mezi nimi existují. Připojením třífázového elektromotoru do příslušné sítě můžete ztrojnásobit jeho výstupní výkon.
Při dodržení určitých doporučení s minimální náklady Vzhledem k prostředkům a času je možné vyrobit výkonovou část vysokofrekvenčního pulzního měniče pro domácí potřeby. Můžete studovat strukturální a obvodová schémata takových napájecích zdrojů.
Konstrukčně je každý prvek solární baterie vyroben ve formě křemíkového plátku o ploše několika cm2, na kterém je vytvořeno mnoho takových fotodiod spojených do jednoho obvodu. Každá taková deska je samostatný modul, který při vystavení slunečnímu záření produkuje určité napětí a proud.
Připojením takových modulů do baterie a kombinací jejich paralelně-sériového zapojení můžete získat široký rozsah hodnot výstupního výkonu.
Hlavní nevýhody solárních panelů:
- Velká nerovnoměrnost a nepravidelnost výdeje energie v závislosti na počasí a sezónní výšce slunce.
- Omezuje výkon celé baterie, pokud je alespoň jedna její část zastíněna.
- Závislost na směru slunce v různou denní dobu. Abyste baterii využívali co nejefektivněji, musíte zajistit, aby byla vždy namířena do slunce.
- V souvislosti s výše uvedeným nutnost skladování energie. Největší spotřeba energie nastává v době, kdy je její produkce minimální.
- Velká plocha potřebná pro konstrukci s dostatečným výkonem.
- Křehkost konstrukce baterie, nutnost neustále čistit její povrch od nečistot, sněhu atd.
- Solární moduly pracují nejúčinněji při 25 °C. Během provozu se ohřívají sluncem mnohem více vysoká teplota, což výrazně snižuje jejich účinnost. Aby byla zachována optimální účinnost, musí být baterie udržována v chladu.
Je třeba poznamenat, že vývoj solárních článků využívajících nejnovější materiály a technologie se neustále objevuje. To vám umožní postupně eliminovat nevýhody solárních panelů nebo snížit jejich dopad. Účinnost nejnovějších článků využívajících organické a polymerové moduly tak již dosáhla 35 % a očekává se dosažení 90 %, což umožňuje získat mnohem více energie při stejných rozměrech baterie, nebo při zachování energetické účinnosti, výrazně zmenšit rozměry baterie.
Mimochodem, průměrná účinnost motoru automobilu nepřesahuje 35%, což naznačuje, že solární panely jsou docela účinné.Dochází k vývoji prvků založených na nanotechnologii, které pracují stejně efektivně při různých úhlech dopadajícího světla, což eliminuje potřebu jejich umístění.
Dnes tedy můžeme mluvit o výhodách solárních panelů ve srovnání s jinými zdroji energie:
- Žádné mechanické přeměny energie nebo pohyblivé části.
- Minimální provozní náklady.
- Životnost 30~50 let.
- Tichý provoz, žádné škodlivé emise. Přátelský k životnímu prostředí.
- Mobilita. Baterie pro napájení notebooku a nabíjení baterie pro LED svítilnu se vejde do malého batůžku.
- Nezávislost na přítomnosti zdrojů konstantního proudu. Možnost dobít baterie moderních gadgetů v terénu.
- Nenáročné na vnější faktory. Solární články lze umístit kdekoli, na jakoukoli krajinu, pokud dostávají dostatek slunečního světla.
V rovníkových oblastech Země je průměrný tok sluneční energie v průměru 1,9 kW/m2. Ve středním Rusku se pohybuje v rozmezí 0,7~1,0 kW/m2. Účinnost klasické křemíkové fotobuňky nepřesahuje 13 %.
Jak ukazují experimentální data, pokud je obdélníková deska nasměrována svou rovinou na jih, do bodu slunečního maxima, pak během 12hodinového slunečného dne neobdrží v důsledku změny více než 42 % celkového světelného toku. v jeho úhlu dopadu.
To znamená, že při průměrném solárním toku 1 kW/m2 lze 13% účinnost baterie a její celkovou účinnost 42% získat za 12 hodin maximálně 1000 x 12 x 0,13 x 0,42 = 622,2 Wh, neboli 0,6 kWh za den od 1 m2. To je za předpokladu plného slunečného dne, za oblačného počasí je to mnohem méně a v zimních měsících je třeba tuto hodnotu vydělit dalšími 3.
Vezmeme-li v úvahu ztráty při konverzi napětí, automatizační obvod, který poskytuje optimální nabíjecí proud pro baterie a chrání je před přebíjením, a další prvky, lze za základ vzít údaj 0,5 kWh/m 2 . S touto energií udržíte nabíjecí proud baterie 3 A při napětí 13,8 V po dobu 12 hodin.
To znamená, že k nabití zcela vybité autobaterie o kapacitě 60 Ah bude zapotřebí solární panel 2 m2 a pro 50 Ah - přibližně 1,5 m2.Pro získání takového výkonu si můžete zakoupit hotové panely vyráběné v rozsahu elektrického výkonu 10~300 W. Například jeden 100W panel na 12 hodin denního světla při zohlednění koeficientu 42 % poskytne 0,5 kWh.
Takový panel čínské výroby vyrobený z monokrystalického křemíku s velmi dobrými vlastnostmi nyní stojí na trhu asi 6 400 rublů. Méně účinné na otevřeném slunci, ale s lepším výkonem v oblačném počasí, polykrystalické - 5 000 rublů.
Pokud máte určité dovednosti v instalaci a pájení elektronických zařízení, můžete se pokusit sestavit takovou solární baterii sami. Zároveň byste neměli počítat s velmi velkým nárůstem ceny, navíc hotové panely jsou v tovární kvalitě, a to jak samotné prvky, tak jejich montáž.
Prodej takových panelů však není organizován všude a jejich přeprava vyžaduje velmi tvrdé podmínky a bude to docela drahé. S vlastní výrobou je navíc možné postupně přidávat moduly a zvyšovat výstupní výkon.
Výběr materiálů pro vytvoření panelu
V čínských internetových obchodech, stejně jako na aukce na eBay Nabízíme nejširší výběr prvků pro vlastní výrobu solárních panelů s libovolnými parametry.
Ještě v nedávné minulosti si domácí dělníci kupovali plechy, které byly při výrobě vyřazeny, měly třísky či jiné vady, ale byly výrazně levnější. Jsou poměrně účinné, ale mají mírně snížený výkon. Vzhledem k neustálému poklesu cen to nyní nelze doporučit. Koneckonců, ztrátou v průměru 10 % výkonu ztrácíme i v efektivní ploše panelu. Ano a vzhled Baterie skládající se z plátů s rozbitými kusy vypadá docela provizorně.
Takové moduly můžete zakoupit také v ruských internetových obchodech, například molotok.ru nabízí polykrystalické prvky s provozními parametry při světelném toku 1,0 kW/m2:
- Napětí: nečinný pohyb- 0,55 V, pracovní - 0,5 V.
- Proud: zkrat - 1,5 A, pracovní - 1,2 A.
- Provozní výkon - 0,62 W.
- Rozměry - 52x77 mm.
- Cena 29 rublů.
Výroba solární baterie pro váš domov vlastníma rukama
K výrobě solárního panelu potřebujeme vhodný rám, který si můžete vyrobit sami nebo si ho vyzvednete již hotový. Nejlepším materiálem pro něj je dural, nepodléhá korozi, nebojí se vlhkosti a je odolný. Při vhodném zpracování a nátěru je ocel i dřevo vhodné k ochraně před srážkami.
Rada: Panel byste neměli dělat příliš velký: bude nepohodlné sestavovat prvky, instalovat a udržovat. Kromě toho mají malé panely malý vítr a lze je pohodlněji umístit v požadovaných úhlech.Vypočítáme komponenty
Rozhodneme se o rozměrech našeho rámu. Pro nabíjení 12voltové kyselé baterie je zapotřebí provozní napětí alespoň 13,8 V Vezměme jako základ 15 V, abychom to udělali, musíme zapojit 15 V / 0,5 V = 30 prvků.
Tip: Výstup solárního panelu by měl být připojen k baterii přes ochrannou diodu, aby nedošlo k jejímu samovybíjení přes solární články v noci. Takže výstup našeho panelu bude: 15 V – 0,7 V = 14,3 V.Abychom získali nabíjecí proud 3,6 A, potřebujeme paralelně zapojit tři takové řetězce, neboli 30 x 3 = 90 prvků. Bude nás to stát 90 x 29 rublů. = 2610 rublů.
Tip: Prvky solárních panelů jsou zapojeny paralelně a sériově. Je nutné zachovat rovnost v počtu prvků v každém sekvenčním řetězci.Tímto proudem dokážeme zajistit standardní režim nabíjení pro zcela vybitý akumulátor o kapacitě 3,6 x 10 = 36 Ah.
Ve skutečnosti bude toto číslo nižší kvůli nerovnoměrnému slunečnímu záření po celý den. Pro nabití standardní 60 Ah autobaterie tedy budeme muset paralelně zapojit dva takové panely.
Tento panel nám může poskytnout elektrický výkon 90 x 0,62 W ≈ 56 W.
Nebo během 12hodinového slunečného dne, při zohlednění korekčního faktoru 42 % 56 x 12 x 0,42 ≈ 0,28 kWh.
Umístíme naše prvky do 6 řad po 15 kusech. K instalaci všech prvků potřebujeme povrch:
- Délka - 15 x 52 = 780 mm.
- Šířka - 77 x 6 = 462 mm.
Abychom mohli volně umístit všechny desky, vezmeme rozměry našeho rámu: 900×500 mm.
Tip: Pokud existují hotové rámy s jinými rozměry, můžete přepočítat počet prvků v souladu s výše uvedenými obrysy, vybrat prvky jiných standardních velikostí a pokusit se je umístit kombinací délky a šířky řádků.Budeme také potřebovat:
- Elektrická páječka 40W.
- Pájka, kalafuna.
- Instalační drát.
- Silikonový tmel.
- Oboustranná páska.
Výrobní etapy
Pro instalaci panelu je nutné připravit úroveň pracoviště dostatečný prostor s pohodlným přístupem ze všech stran. Samotné desky prvků je lepší umístit samostatně na stranu, kde budou chráněny před náhodnými nárazy a pády. Je třeba je brát opatrně, jeden po druhém.
Zařízení na zbytkový proud zlepšují bezpečnost vašeho domácího elektrického systému tím, že snižují pravděpodobnost úrazu elektrickým proudem a požáru. Podrobný úvod do charakteristických rysů odlišné typy Vypínače zbytkového proudu vám řeknou pro byty a domy.
Při použití elektroměru nastávají situace, kdy je třeba jej vyměnit a znovu připojit - o tom si můžete přečíst.
K výrobě panelu obvykle používají metodu lepení desek prvků předem připájených do jednoho obvodu na plochý základ-substrát. Nabízíme další možnost:
- Vložíme do rámu, dobře upevníme a okraje zalepíme sklem nebo kouskem plexiskla.
- Na něj rozložíme desky prvků v příslušném pořadí a přilepíme je oboustrannou páskou: pracovní strana ke sklu, pájení vede k zadní straně rámu.
- Položením rámečku na stůl sklem dolů můžeme pohodlně připájet vývody prvků. Elektroinstalaci provádíme dle zvoleného Kruhový diagram inkluze.
- Destičky nakonec na zadní straně slepíme páskou.
- Vložíme nějakou tlumicí podložku: listovou gumu, lepenku, sololit atd.
- Zadní stěnu vložíme do rámu a utěsníme.
Je-li to žádoucí, místo zadní stěny můžete rám na zadní straně vyplnit nějakou směsí, například epoxidem. Je pravda, že to eliminuje možnost demontáže a opravy panelu.
Jedna 50W baterie samozřejmě nestačí na napájení ani malého domu. Ale s jeho pomocí je již možné v něm realizovat osvětlení pomocí moderních LED svítidel.
Pro pohodlnou existenci obyvatele města jsou nyní potřeba minimálně 4 kWh elektřiny denně. Pro rodinu - podle počtu jejích členů.
Solární panel soukromého domu pro tříčlennou rodinu by proto měl poskytovat 12 kWh. Pokud má být dům zásobován elektřinou pouze ze solární energie, budeme potřebovat solární baterii o ploše minimálně 12 kWh / 0,6 kWh/m2 = 20 m2.
Tato energie musí být uložena v bateriích o kapacitě 12 kWh / 12 V = 1000 Ah, nebo přibližně 16 bateriích po 60 Ah.
Pro normální provoz baterie se solárním panelem a její ochranou je nutný regulátor nabíjení.
Chcete-li převést 12 V DC na 220 V AC, budete potřebovat střídač. I když již nyní je na trhu dostatečné množství elektrozařízení pro napětí 12 nebo 24 V.
Tip: V nízkonapěťových napájecích sítích pracují proudy s výrazně vyššími hodnotami, takže při zapojování do zařízení s vysokým výkonem byste měli zvolit vodič odpovídajícího průřezu. Elektroinstalace pro sítě s měničem se provádí podle obvyklého obvodu 220 V.Vyvozování závěrů
Podléhá akumulaci a racionální použití energie, dnes již netradiční druhy elektrické energie začínají vytvářet výrazný nárůst celkového objemu její produkce. Dalo by se dokonce namítnout, že se postupně stávají tradičními.
S ohledem na nedávno výrazně sníženou úroveň energetické spotřeby moderních domácí přístroje, používání energeticky úsporných osvětlovacích zařízení a výrazně zvýšená účinnost solárních panelů nových technologií, lze říci, že jsou již schopny zajistit elektřinu pro malé soukromý dům v jižních zemích s velkým počtem slunečných dnů v roce.
V Rusku mohou být dobře použity jako záložní nebo doplňkové zdroje energie v systémech kombinovaného napájení, a pokud se jejich účinnost zvýší alespoň na 70%, bude docela možné je použít jako hlavní dodavatele elektřiny.
Video o tom, jak si sami vyrobit zařízení pro sběr sluneční energie
Rusko vyrábí relativně málo solárních panelů a podíl výroby energie ze slunce v Rusku je také malý. Panelová výroba však existuje a pravděpodobně bychom měli očekávat její nárůst kvůli sankcím.
Rusko vyváží své výrobky (solární panely) do Německa a České republiky. To je poněkud zvláštní, protože Rusko dováží podobné produkty také z následujících zemí: Německo, Čína, Tchaj-wan, Thajsko. Člověk by si myslel, že většina dovozů je z Číny, ale zdroj tvrdí, že tomu tak není, většina dovozů je z Německa.
Pojďme seznam ruské společnosti, vyrábějící solární panely (tato informace je převzata z různé zdroje, možná byly podniky přejmenovány nebo uzavřeny):
- Moskva, Zelenograd: CJSC Telecom-STV.
- Moskva, Zelenograd: SolarInnTech LLC.
- Krasnodar: LLC "Solární vítr"
- Moskva: Moskevský podnik JSC Všeruský vědecký výzkumný ústav pro elektrifikaci hospodářství (JSC VIESKh).
- Krasnodar: JSC "Saturn"
- Rjazaň: LLC "Solex"
- Rjazaň: Závod na kovokeramické výrobky OJSC Ryazan.
- Moskva: JE "Kvant"
Výroba technického křemíku:
- Usolje-Sibirskoje, Irkutská oblast: Nitol Solar (společnost Nitol), projekt Siberian Silicon (RUSAL a RosNano).
- Novočeboksarsk, Čuvašsko: Khimprom.
- Volgograd: Volgograd JSC Khimprom.
- Abakan, Khakassia: Abakan Semiconductor Materials Plant (AZPM).
- Zheleznogorsk, Krasnojarská oblast: Závod na výrobu polovodičového křemíku Zheleznogorsk na základě federálního státního jednotného podniku "Důlní a chemický kombinát".
- Leningradská oblast: POLISIL, mezinárodní projekt Baltic Silicon Valley.
Něco se zachovalo na Ukrajině a v Kazachstánu.
Výrobní společnosti
Solární baterie od společnosti "Kvant" "Kvant" (Moskva). Tato společnost vyrábí solární panely, a to i pro vesmír.
Tato společnost vyrábí solární panely na bázi třístupňového amorfního křemíku. Její produkty mohou pracovat při teplotách od -40 do +75 stupňů Celsia.
To je důležitý ukazatel, protože se stoupající teplotou výkon solárních panelů klesá. Většina výrobců proto obvykle uvádí horní hranici 60 stupňů.
"Kvant" vyrábí modely solárních baterií řady: BSA (skládací), EPS.
Výkon baterie BSA: od cca 642 W, při napětí 3,4 V do 15,408 W, při napětí 20,4 V. Napětí naprázdno je o něco vyšší. Navíc čím výkonnější panel, tím větší proud produkuje.
Výkon EPS panelů: 50 a 100 W při napětí 12,5 V. Na základě těchto baterií byla vytvořena různá zařízení.
Účinnost panelů této společnosti přesahuje devatenáct procent. A u některých modelů bylo dosaženo účinnosti dvacet pět až třicet procent.
Cena je asi 90 rublů za watt.
"Solární vítr" (Krasnodar). Společnost vyrábí solární články na bázi monokrystalického křemíku.
Moduly jsou dostupné s výkony od 5 do 160 Wattů, ale můžete si objednat i modul pro 200 Wattů. Účinnost těchto modelů je nízká – od 12 do 20 procent v závislosti na nátěru. Vyrábějí se i oboustranné panely.
Napětí na panelech pro řadu FEM (oboustranné) je 12, 20 a 24 voltů, ale to není na žádný výkon. Řada TSM (vyrábí se v Zelenogradu) vyrábí napětí 17, 19 a 34 voltů.
Solární baterie od Saturnu Telecom-STV (Zelenograd). Společnost vyrábí solární panely o výkonu od 30 do 250 wattů řady TSM (napětí: 16,6; 17; 19; 17,5; 30; 31; 34; 36; 38 voltů). Jejich účinnost se pohybuje od 24 do 26 procent, což není špatné. Mohou být také flexibilní a oboustranné.
Solární baterie řady FSM mohou mít výkon 300 wattů. Maximální napětí pro takové panely je: 18; 19; 24; třicet; 36; 37; 38 voltů.
"Ryazan ZMKP" (Ryazan). Web společnosti představuje dva moduly s faktory účinnosti od 12 do 70 % (relativně nízké). Výkon od 200 do 240 wattů pro napětí 28-29 voltů. Druhý panel produkuje výkon od 105 do 145 wattů a napětí od 20 do 22 voltů.
"Hevel" (Novocheboksarsk). Společnost se zabývá jak výrobou solárních panelů, tak výstavbou solárních elektráren. Výkon vyrobených solárních panelů je 120 wattů a výstupní napětí je 100 voltů.
"Saturn" (Krasnodar). Společnost vyrábí solární panely, a to i pro vesmír. Pro geostacionární dráhu jsou k dispozici panely s účinností 15,5 a 28 %. Měrný výkon 180 a 310 wattů na metr čtvereční (v tomto pořadí).
"SolarInnTech" (Zelenograd). Tato společnost vyrábí solární moduly značky Sunways pro domácnosti.
Panely produkují výkon 30 wattů a napětí 18 voltů. Stojí 2200 rublů. Provozní teplota od minus čtyřiceti do plus osmdesáti pěti stupňů Celsia.
Nejdražší panel stojí třiadvacet tisíc, produkuje výkon sto devadesát pět wattů a napětí 33 voltů.
Koeficient předložených panelů je v závislosti na modelu patnáct a dvacet procent.
Recenze baterií vyrobených v Rusku
Moduly produkují poměrně široký rozsah napětí a výkonů, což umožňuje jejich použití k napájení mnoha domácích spotřebičů a lamp. Pokud to nestačí, lze je zapojit paralelně a sériově, čímž se zvýší buď výkon, nebo napětí.
Strukturálně mohou být moduly jednostranné, oboustranné, flexibilní, skládací nebo tenkovrstvé.
Solární baterie vyrobené v Rusku mají relativně nízkou účinnost. Zpravidla je to pod dvacet procent, ale jsou firmy, které vyrábějí solární panely s vyšší účinností. Je však třeba poznamenat, že ve stacionární verzi není účinnost tak kritickým parametrem.
Pokud vezmeme nejhorší účinnost 12% a rekordní účinnost tento moment 46 %, pak se lineární rozměry panelů budou lišit méně než dvakrát. V průmyslové verzi, co se dá koupit za stejnou cenu, se budou lineární rozměry mírně lišit, pokud je účinnost solárního panelu alespoň 17%.
Trh solární energie
Nejvýkonnější z nich a dnes nejrozšířenější jsou vodní elektrárny. Kromě popsaných se vyvíjejí zásadně odlišné způsoby výroby obnovitelné energie: výroba energie pomocí řas (někde světlo, jinde elektřina nebo vodík), využití teplotních rozdílů ve slané vodě (a případně slanosti, v jiných případech ) a tak dále.
Solární panely na ISS Solární panely se používají na kosmických lodích. Ve vesmíru je obtížné získat energii; solární panely jsou tam velmi žádané. Na Zemi se solární panely (a nejen panely) používají k vytváření elektráren. Pokaždé se stanou silnějšími.
Jak je uvedeno výše, existují dva přístupy: přeměna sluneční energie přímo na elektřinu a přeměna sluneční energie nejprve na teplo. Solární panely jsou poměrně běžným prvkem v tzv. EKO domech a právě domech. Tam jsou umístěny na střechách.
Také v takových domech využívají akumulaci tepla ze slunce. Stačí říct, že pokud je venku teplota kolem nuly, tak jen díky slunci může být v domě teplota osmnáct až dvacet stupňů Celsia. A to se bude dít nepřetržitě.
V poslední době se rozšířila osvětlovací zařízení, která se nabíjejí ze slunce (pomocí solárních panelů). To se stalo možným přechodem na (žárovky). Takové instalace se používají ve městech k osvětlení ulic. Ale taková zařízení se používají i v každodenním životě. Tradičně se v každodenním životě solární články používají k dobíjení kalkulaček.
Kromě toho lze na letadla, auta a jachty instalovat solární panely pro výrobu elektřiny pro motor nebo jako doplňkovou energii.
Pozornost si zaslouží i státní politika. Jak je to nyní, není známo, ale ve dvou tisících deseti na Ukrajině bylo navrženo zavést výhody pro ty spotřebitele energie, kteří využívají solární panely nebo jiné obnovitelné zdroje. Podobné politiky se uplatňují v jiných zemích.
Vedoucí země ve výrobě solární energie jsou: Čína, USA, Francie, Itálie, Německo, Japonsko.
V Rusku dosahuje podíl vodních elektráren na výrobě energie patnácti procent. Podíl ostatních obnovitelných zdrojů energie na její výrobě v Rusku je ale menší než jedno procento.
Světový výrobce solárních panelů
Pokud vezmeme v úvahu výrobu solárních panelů, po Číně následují Japonsko, Tchaj-wan a Německo.
Zde je seznam společností vedoucích ve výrobě křemíku pro solární články:
- Jižní Korea: Dow Chemical Corporation (DCC).
- USA: Zeměkoule metalurg.
- Brazílie: Cia Brasileira Carbureto de Cal-cio (CBCC), Camargo Correa Metais SA.
- Německo: Eckart GmbH and Co.
- Španělsko: Sdad Espanola de Carburos Metalicos SA.
- Norsko: Elkem A/S divize silikonového kovu.
„Zelená“ energie se v posledních letech poměrně rychle rozvíjí. V Číně loni (5krát větší než Manhattan). Solární energie roste také dobře v Rusku.
Ale v očekávání, že naše budoucnost bude sestávat výhradně ze solárních elektráren, nesmíme zapomenout na následující...
Výroba solárních panelů je energeticky náročný proces. V současné době je většina energie použité na výrobu solárních panelů spojena se zpracováním fosilních surovin, takže i jejich výroba je šetrná k životnímu prostředí zdravé produkty může přispět ke znečištění a globálnímu oteplování Na výrobu každého čtverečního metru solárních panelů se spotřebuje přibližně 600 kWh energie, což stačí na rozsvícení 1000 60wattových žárovek po dobu deseti hodin. Průměrný energetický systém používá asi dva nebo tři panely, každý o velikosti asi 2 m2. Při instalaci na výhodném místě může solární panel vyrobit až 200 kWh na metr čtvereční elektřiny za rok.
Energie spotřebovaná v procesu výroby panelů je tedy kompenzována až po několika letech provozu.
Zdrojový materiál Trichlorsilan, toxický a výbušný produkt, se používá k výrobě solárních článků. Když se destiluje a redukuje vodíkem, získá se čistý křemík. Vedlejším produktem v této fázi výroby je kyselina chlorovodíková. Dále se roztaví křemík a získají se ingoty, ze kterých se vyrábějí prvky solárních článků. Výroba solárních panelů vyžaduje použití mnoha nebezpečných chemikálií. Vedlejšími produkty jsou také jedy jako arsen, chrom a rtuť produkční proces. Tyto chemikálie mohou způsobit vážné poškození životního prostředí, pokud nejsou správně zlikvidovány.
Pokud budou dodržovány technologie zachycování a čištění toxických plynů a kapalin, výroba nebude škodlivá, ale často, zejména v rozvojových zemích, taková zařízení nejsou v podnicích instalována, což vede ke znečištění životního prostředí. Energie použitá při výrobě solárních panelů není jediným energetickým vstupem. Je třeba vzít v úvahu také energii použitou k jejich přepravě, zejména pokud jsou panely dovezeny z jiné části světa. Likvidace solárních panelů je velký problém. Mnoho materiálů používaných k jejich výrobě je obtížné recyklovat a samotný proces recyklace vyžaduje velké množství energie.
Nevýhody využití solární energie:
1.- Nerovnoměrné rozložení sluneční energie po povrchu planety. Některé oblasti jsou slunečnější než jiné;
2. - V zatažených dnech a v noci není k dispozici sluneční energie;
3. - Potřeba využití velkých ploch pro solární zdroje energie;
4. - Obsah toxické látky ve fotobuňkách;
5. - Nízká účinnost solárních panelů, průměrná hodnota účinnosti nepřesahuje 20 %;
6. - Vysoká cena solárních fotobuněk;
7. - Povrch solárních panelů a zrcadel (pro tepelný vzduch ES) musí být očištěn od příchozích nečistot;
8. - Při zahřívání solárních článků výrazně klesá jejich provozní účinnost;
9. - Obtížná likvidace solárních panelů.
Využití slunečního záření k výrobě elektřiny je nejslibnějším směrem mezi mnoha alternativními zdroji. Vzhledem k pravidelně rostoucí ceně poměrně drahé elektřiny má mnoho podniků a obyvatel Ruska zájem o nákup solárních panelů a elektráren, včetně výrobků od domácího výrobce, který vyrábí vysoce kvalitní a levné zboží.
Solární baterie montované v ruských podnicích ve srovnání s podobnými zahraničními produkty mít následující výhody :
- Vybaveno antireflexní vrstvou, umožňující zvýšenou účinnost.
- Pracují v širokém teplotním rozsahu - od -50 do 70 o C.
- Schopný odolat nárazu a mechanickému nárazu velké síly.
- Pracujte naplno i v zatažené a deštivé počasí.
- Náklady na produkty ve srovnání se zahraničními analogy jsou výrazně nižší.
Nevýhody ruských solárních panelů jsou důsledkem nedostatku státní podpora tohoto odvětví a neplynulosti výrobního procesu, což má v některých případech za následek nedostatky v kvalitě montáže, množství a sortimentu výrobků.
Ruské moduly se vyznačují zvýšenou spolehlivostí, které je dosaženo použitím tvrzeného skla a kovových rámů, aby se zabránilo deformaci. Amorfní moduly nejsou ovlivněny mechanickými faktory, ale díky jejich fyzikální vlastnosti lze je srolovat a použít v situacích se zvýšenou složitostí.Více o tomto
Ruští výrobci solárních panelů
V Rusku se většina všech solárních modulů vyrábí v následujících továrnách:
LLC Hevel se sídlem v Novočerkassku. Vyrábí tenkovrstvé hybridní a průmyslové potřeby. Vyráběné produkty:
- Nízkonapěťové a vysokonapěťové moduly HEVEL Pramac řady P (P7, P7L, P7F, P7LF). Jsou vyrobeny pomocí tenkovrstvé mikromorfní technologie a jsou schopny přeměnit viditelné a infračervené spektrum světla na elektřinu. Cena 7500 rub.;
- Tenkovrstvé moduly (110-135 W) jsou vyráběny na bázi technologie amorfního křemíku, díky čemuž je účinnost modulů zvýšena ve srovnání s produkty předchozích generací. Cena 7400-7600 rub.
Přečtěte si také: Výroba solárních panelů pro váš domov vlastníma rukama
CJSC Telecom-STV, se sídlem v Zelenogradu, vyrábí lehké malé moduly pro domácnost na bázi poly- a monokrystalických článků a hybridních baterií následujících modifikací:
- Monokrystalický s výkonem 18-27 W;
- Monokrystalická vysoká účinnost 5-250 W;
- multikrystalický 5-25 W;
- Skládací – 120 a 180 W;
- Mořské elektrárny 16-215 W;
- Nabíječky 12W;
- Mini moduly 0,019-0,215 W.
Cena za panel je 1,3 $ / Wpik, nebo od 280 rublů. na modul.
Video o společnosti a jejích možnostech
JSC Saturn, Krasnodar vyrábí panely a elektrárny na bázi arsenidu galia, které se používají v kosmickém průmyslu. Mezi modely vyráběných solárních baterií lze zaznamenat následující:
- SB panel kosmické lodi Spektr-R (Si);
- SB SC "Orbcomm" (GaAs);
- SB KA "Resurs DK" (Si);
- SB modul kosmické lodi GLONASS (Si a GaAs).
z Rjazaně vyrábí baterie, které se vyznačují výkonem, spolehlivostí a vysoká kvalita designy, které jsou vhodné pro napájení domácnosti, nabíjení přenosných zařízení a další úkoly. Sortiment vyráběných solárních panelů je následující:
- Modul Typ RZMP-220 – používá se v autonomním nabíjení. Řada modelů: RZMP-240 (250 – 275). Cena od 14 500 rublů;
- Typ RZMP-130 - používá se v autonomních systémech s proudem 12 V a libovolným regulátorem nabíjení. Řada modelů: RZMP-130 (135 – 165). Cena 14600-18400 rub.;
- Typ RZMP „Fotobuňka P“ – používá se v síťových a samostatných zařízeních s regulátory nabíjení. Řada modelů: RZMP-280 (285, 290). Cena od 19 tisíc rublů.
Zahraniční výrobní společnosti
Nejvíc velké společnosti Tyto společnosti vyrábějí solární panely a elektrárny:
- Motech je tchajwanská společnost s výrobními závody ve Spojených státech jako dceřiná společnost AES Polysilicon. Po zahájení výroby s bateriovými články postupně rozšířila typy výrobků na polykrystalický křemík, wafery a hotové panely.
- Zelená energie Yingli je stará, vertikálně integrovaná čínská společnost, která díky přítomnosti výrobních zařízení na výrobu polykrystalického křemíku patří k firmám, které vyrábí celý sortiment panelů s nejnižšími náklady. Poslední řadou vyrobených baterií byly panely „Panda“.
- Suntech– velký čínská společnost, která od roku 2010 zavádí vertikální integraci s cílem snížit výrobní náklady a snížit výrobní náklady.
- Trina Solar je čínská společnost, která vyrábí vysoce kvalitní panely a díky nízkým nákladům na výrobu je prodává za nejnižší cenu.
- Hanwha Solar One- Korejský výrobce. Vyrábí vysoce kvalitní solární elektrárny v továrnách v Číně.
- Kanadská solární je společnost se sídlem v Kanadě, s výrobou v Ontariu a Číně. Vyznačuje se velkým rozsahem a objemem vyráběných produktů.
- Sluneční svět je velký německý výrobce zaměřený na trhy Evropy a USA a nemá své továrny v asijském regionu.
- První solární – Americký výrobce tenkovrstvé panely na bázi telur-kadmiové technologie, která má ve srovnání s ostatními konkurenty nejnižší náklady na baterie.
- Sluneční energie– vyrábí nejúčinnější solární elektrárny ve Spojených státech, ale během krize zažívá pokles výroby kvůli vysokým nákladům.
- Společnost pro obnovitelné zdroje energie je norská společnost vyrábějící moduly a polykrystalický křemík. Kvůli pokračující krizi přesunula své výrobní závody do Singapuru.
- Panasonic/Sanyo vyrábí vysoce výkonné produkty zaměřené na japonský a americký trh.
- vyrábět solární panely, takové baterie budou vždy žádané, protože sluneční energie je nevyčerpatelná a křemík, ze kterého se solární články převážně vyrábějí, je velmi běžnou látkou.
Jedinou nevýhodou tohoto podnikatelského nápadu je jeho nedostatečnost technologický postup výroba solárních panelů, což zatím neumožňuje snížit cenu baterie.
Výroba solárních panelů vyžaduje přítomnost hlavní suroviny – křemenného písku, který obsahuje významnou koncentraci oxidu křemičitého a je snadno zpracovatelný.
Dále se v závislosti na typu křemíku: amorfní, monokrystalický a polykrystalický používá vlastní technologie výroby. Pro získání monokrystalického křemíku s jednotnou krystalovou strukturou se pěstuje pomocí očkovacího monokrystalu. Ve speciální peci, otáčející se určitým způsobem.
Méně nákladné technologie se používají při výrobě polykrystalického křemíku, který má nejednotnou strukturu. Pro získání polykrystalického křemíku se provádí depozice par, která způsobí volné a náhodné tuhnutí molekul.
Vyráběné baterie na bázi polykrystalického křemíku mají relativně nízkou cenu.
Výsledné monokrystalické křemíkové disky jsou poté oříznuty do čtvercového tvaru. Dále se pomocí diamantových kotoučů rozřeže monokrystalický křemík čtvercového tvaru na tenké destičky o tloušťce 0,2 až 0,4 mm.
Poté se důkladně očistí, soustruží, brousí a čistí. Poté se provádí testování monokrystalických křemíkových plátků. Dále jsou křemíkové plátky spojeny tak, aby vytvořily prvky solárních článků. Na povrchy křemíkových částí baterií se pak nanášejí ochranné povlaky ze silného skla, aby se tomu zabránilo
negativní dopady na životní prostředí. Dále se povrchy pokovují, poté se nanese antireflexní nátěr se speciálním laminátem.
Pro dosažení požadovaných elektrických parametrů, zejména úrovně napětí a proudu, jsou prvky solárních baterií kombinovány do série. Tento proces probíhá v souladu s technologií skleněné fólie, která je zahrnuta v obchodním plánu výroby solárních panelů. Fólie je připevněna na zadní stranu výsledné fotovoltaické waferové struktury, poté jsou okraje fólie zataveny, což zajišťuje kvalitu solárních panelů.
Vlivem sluneční energie vzniká proud fotovoltaickými prvky solárních panelů. Poté se proud akumuluje a již může být použit k napájení jiných elektrických zařízení.
Jak vyrobit solární baterii - video:
Mimochodem, samotné solární články lze objednat od slavný internet aukce.